高考生物一轮复习 第4章 种群和群落 第12节 种群的特征、种群数量的变化课件 新人教版必修3.ppt

第4章种群和群落第1节种群的特征第2节种群数量的变化 考点一种群的特征 核心知识通关 1 调查种群密度的方法 1 样方法 适用范围 植物 的动物 如蚯蚓 跳蝻 活动范围小 取样关键 常用取样法 五点取样法 计算种群密度 某植物种群密度 随机取样 等距取样法 计数原则 同种植物个体无论大小都要计数 在边界线上的 应遵循 计相邻两边及其夹角上的个体 的原则 如图甲为方形样方 图乙为圆形样方 实心圈表示应统计或测量的个体 虚线表示圆形样方的直径 2 标志重捕法 适用范围 活动范围大的动物 计算公式 n为种群数量 m为标记个体数 n为第一次捕捉并标记数量 m为重捕个体中被标记个体数 公式成立条件 标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等 在调查期内没有新的出生和死亡 没有迁入和迁出 活动能力强 n m n m 2 种群数量特征的分析 增长型 稳定型 衰退型 年龄组成 出生率 迁入率 死亡率 迁出率 1 是种群最基本的数量特征 2 是决定种群密度变化的直接因素 3 和性别比例不直接决定种群密度 但在一定程度上能预测种群数量的变化趋势 种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 年龄组成 年龄组成 a 年龄组成类型的图例 增长型 稳定型 衰退型 b 年龄组成不同类型之间的比较 多 少 增长 少 多 性别比例 大多数种群中 种群密度增长快 大多数种群中 种群密度相对稳定 大多数种群中 种群密度增长慢 3 种群的空间特征 1 概念 组成种群的个体 在其生活空间中的 2 类型 分布型 如稻田中水稻的空间分布 分布型 如田野中某种杂草的空间分布 分布型 如瓢虫的空间分布 位置 状态或布局 均匀 随机 集群 特别提醒 与种群特征有关的两点提醒 1 年龄组成并不决定种群密度的变化 年龄组成只是预测种群密度的变化趋势 但该趋势不一定能够实现 还要看影响种群密度变化的其他因素 如气候 食物 天敌 传染病等 2 种群数量不等于种群密度 种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数 强调 单位面积或单位体积 即种群数量增加 种群密度不一定增加 思维拓展 调查种群密度时应注意的问题 1 用样方法调查植物种群密度 调查对象一般为双子叶植物 容易计数个体的数目 选取样方时 要随机取样 选取平坦 开阔 被调查种群分布比较均匀的地段 选取样方的个数取决于总面积的大小 总面积大的样方数目要多些 样方大小与被调查的植物大小有关 2 用标志重捕法调查动物种群密度 标记物不能过分醒目 标记物和标记方法对动物不会产生伤害 标记物必须能够维持一定的时间 高考模拟精练 1 2016 石家庄模拟 下列关于种群特征的叙述中 错误的是 a 种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率b 进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源c 出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素d 种群密度预示着种群数量的未来变化趋势 解析 选d 种群的性别比例如果失调 在一定程度上影响种群的出生率 a正确 进行种群密度的调查可以对农林灾害进行监测和预报 对渔业捕捞强度进行确定等 有利于合理利用生物资源 b正确 出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素 c正确 种群密度反映了种群在一定时期的数量 不能反映种群数量的变化趋势 d错误 2 2013 全国卷 某农场面积约140hm2 农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件 鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食 某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度 第一次捕获了100只 标记后全部放掉 第二次捕获了280只 发现其中有2只带有标记 下列叙述错误的是 a 鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度b 该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只 hm2c 黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降d 植物 鼠 鹰这条食物链 第三营养级含能量最少 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 利用标志重捕法计算种群密度的计算方法 初次标记数 第二次捕获数 第二次标记数 所得数据应再除以调查面积 2 应注意区分 种群密度 和 物种丰富度 的概念 前者强调同一物种数量的变化 后者强调不同物种种类的变化 解析 选c 本题以农场生态系统为命题线索 综合考查种群密度 能量流动等知识 鹰以鼠为食 因而鹰的迁入率增加 会导致黑线姬鼠的种群密度降低 故a正确 该农场黑线姬鼠的种群密度 100 280 2 140 100只 hm2 故b正确 群落丰富度由该群落中物种种类数的多少决定 故c错误 能量流动具有单向流动 逐级递减的特点 因而在食物链中 营养级越高 所含的能量就越少 故d正确 3 2014 福建高考 研究人员用样方法调查了某地北点地梅 一年生草本植物 的种群数量变化 结果如图所示 下列叙述正确的是 a 1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低b 1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段c 统计种群密度时 应去掉采集数据中最大 最小值后取平均值d 由于环境条件的限制 5年间该种群数量呈 s 型增长 解题指南 1 关键知识 明确计算种群密度的方法和种群数量增长的特点 2 图示信息 通过种群数量的多少判断个体间生存斗争程度的高低 通过曲线的下降幅度判断死亡率的高低 解析 选b 本题主要考查种群密度的调查方法和种群数量的变化曲线 分析图示曲线可知 1972年北点地梅种群密度比1975年的大 个体间生存斗争程度也高 a项错误 纵坐标可表示种群密度 横坐标为时间 而死亡率是在单位时间内死亡的个体数占该种群个体总数的比率 从图中数据可知 1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段 b项 正确 统计种群密度时 不应舍弃所得数据 c项错误 从5年间的统计数据可看到 种群密度每年都在下降 d项错误 加固训练 1 2015 宜宾模拟 下列对种群特征概念图的分析中 错误的是 a 利用性引诱剂诱杀害虫会影响 b 种群密度是种群最基本的数量特征c 预测种群数量变化的主要依据是 d 春运期间 成都等城市人口数量变化主要取决于图中的 解析 选d 图中 分别代表死亡率 出生率 性别比例 年龄组成 种群最基本的数量特征是种群密度 用性引诱剂诱杀害虫后会导致种群性别比例失调 从而影响出生率 使种群密度下降 而种群的年龄组成常用来预测某一种群未来的变化趋势 春运期间 成都等城市人口数量变化主要取决于图中的迁出率与迁入率 2 2015 郑州模拟 利用标志重捕法调查某种动物的种群密度时 下列哪项因素一定会导致调查结果小于实际值 a 误将部分未标记个体统计为标记个体b 两次捕获间隔时间过短 动物个体被再次捕获几率降低c 标志物脱落d 两次捕获期间 有部分个体迁出调查区域 解析 选a 误将部分未标记个体统计为标记个体 则导致标记个体数偏大 会使调查结果小于实际值 动物个体的迁出 标志物的脱落以及动物个体捕获后再捕获的几率降低 都会使调查结果大于实际值 考点二种群的数量变化 核心知识通关 1 种群数量变化的研究 1 方法 2 步骤 观察研究对象 提出问题 提出合理的假设 根据实验数据 用适当的 表达 检验或修正 构建数学模型 数学形式 2 种群数量增长的两种曲线 1 区别 增长率 k 2 2 联系 图中阴影部分代表 或被环境所淘汰的个体数目 环境的阻力 两种增长曲线的差异主要是由 的有无造成的 它们可以发生转化 型曲线 型曲线 环境阻力 j s 3 k值与k 2值在实践中的应用 1 k值含义 即环境容纳量 是指在环境条件不受破坏的情况下 一定空间中所能维持的种群 数量 种群数量达到最大值 k值 以后保持 最大 相对稳定 2 应用 k值 a 对野生生物资源保护的措施 如对于大熊猫 要保护其生活环境 应尽量 环境阻力 k值 b 对有害生物防治的措施 如对于家鼠 要封存粮食 清理垃圾等 环境阻力 k值 减少 增大 增大 降低 k 2值 a 对资源开发与利用的措施 如捕鱼后保留在 值处 种群增长速率最大 可实现 既有较大收获量又可保持种群高速增长 符合可持续发展的原则 b 对有害生物防治的措施 如灭鼠时及时控制种群数量 严防达到 值 若达到该值 会导致该有害生物成灾 k 2 k 2 4 影响种群数量变化的因素 1 内因 起始种群个体数量 导致种群数量增加的因素 导致种群数量减少的因素 出生率和迁入率 死亡率和迁出率 2 外因 自然因素 气候 食物 天敌 传染病等 人为因素 种植业 养殖业发展 砍伐森林 猎捕动物 环境污染等 特别提醒 s 型增长曲线的开始部分 j 型增长曲线 1 j 型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线 迁入后种群数量马上呈指数形式增长 不存在适应过程 种群增长率始终保持不变 2 s 型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段 始终存在环境阻力如食物 空间有限等 种群增长率一直下降 思维拓展 种群增长率和增长速率比较 1 公式 2 曲线 深化探究 根据下图思考某种群k值的变化情况 1 同一种生物的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 在环境不遭受破坏的情况下 k值变化是 当种群偏离平均值时 会通过 调节机制使种群密度回到一定范围内 2 环境遭受破坏 k值变化是 当生物生存的环境改善 k值变化是 在平均值 附近上下波动 负反馈 下降 上升 典题技法归纳 2015 广东高考 如图表示在一个10ml封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化 关于酵母细胞数量的叙述 正确的是 a 种内竞争导致初始阶段增长缓慢b 可用数学模型nt n0 t表示c 可用取样器取样法计数d k值约为120000个 解题指南 1 题干关键词 10ml封闭培养体系 细胞数量的动态变化 2 图示信息 曲线呈 s 型 酵母细胞数量变化 缓慢增长 快速增长 保持稳定 解析 选d 本题主要考查种群的数量变化 从图中信息可看出 该种群的数量增长呈 s 型 曲线初始阶段上升缓慢的原因是酵母菌不适应环境 且繁殖率较低 故a项错误 数学模型nt n0 t对应的增长曲线应为 j 型 故b项错误 取样器取样法一般用于土壤小动物丰富度的调查 酵母菌数量的计算一般用抽样检测的方法 故c项错误 该种群的最大值约为120000个 即k值约为120000个 故d项正确 母题变式 1 从曲线图可以看出酵母菌生活的环境阻力明显增大的时间是 2 随着培养体系中酵母菌数量的增多 其种内斗争将 40小时后 增强 3 若在该封闭培养体系中长时间培养 则酵母菌的k值会发生怎样的变化 原因是 降低 随酵母菌数 量的增多 培养液中营养物质消耗增多 酵母菌种内 斗争加剧 且代谢产物使生活环境恶化 从而使k值降 低 方法规律 用 坐标曲线图 表示 k值 的方法 1 a点对应的种群增长速率为0 数量最大 为k值 a 点对应的种群增长速率最大 为k 2值 2 b点对应的种群出生率与死亡率相等 种群数量达到最大 为k值 3 c点对应的种群数量为k值 c 点对应的种群出生率与死亡率差值最大 4 d点对应的种群个体数最多 即k值 d 点对应的种群个体数为k 2值 高考模拟精练 1 2015 北京高考 大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域 研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区 各处理区均设7个10m 10m的观测点 每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点 在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较 结果见表 对本研究的实验方法和结果分析 表述错误的是 a 小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长b 采集实验数据的方法是样方法c 大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围d 土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围 解题指南 关键知识 种群密度的测量方法和影响动物数量变化和分布的因素分析 解析 选a 本题考查种群密度的测量方法 种间关系 实验探究能力和获取信息能力 定时灌溉 不驱走大蚂蚁与驱走大蚂蚁相比 小蚂蚁出现率增加幅度大 不灌溉 驱走大蚂蚁与不驱走大蚂蚁相比 小蚂蚁出现率减少幅度小 可以得出大蚂蚁影响小蚂蚁的数量增长和活动范围 故a项错误 c项正确 定时灌溉 小蚂蚁出现率增加 不灌溉 小蚂蚁出现率减少 可以得出土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围 故d项正确 本题中采集实验数据的方法是样方法 故b项正确 2 2016 青岛模拟 下图表示某种群迁入该生态系统一段时间内 种群 和时间的关系 以下说法正确的是 a 由图可知 种群密度在第50年时 达到种群的环境容纳量 k值 b 当种群密度在第10 30年 种内斗争变化趋势是逐渐增强c 该种群的出生率和迁入率决定 值的大小d 在理想条件下 影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量 解析 选b 由图可知 种群密度在第40年时 达到种群的环境容纳量 k值 a错误 当种群密度在第10 30年 1 种群数量不断增加 导致种内斗争变化趋势逐渐增强 b正确 值大小受多种因素的影响 如出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄组成等 c错误 在理想条件下 影响种群数量增长的因素主要是出生率 d错误 易错提醒 对 的正确理解nt n0 t 代表种群数量增长倍数 不是增长率 种群增长率为 1 变化有以下三种情况 1 1时 种群密度增大 年龄组成为增长型 2 1时 种群密度保持稳定 年龄组成为稳定型 3 1时 种群密度减小 年龄组成为衰退型 3 2016 泉州模拟 研究人员调查1928 1977年某欧洲灰鹭种群数量变化 结果如下图 下列叙述正确的是 a 调查灰鹭种群数量应采用样方法b 灰鹭种群1964年后呈 j 型增长c 非寒冷年份灰鹭种群数量也会出现波动d 连续暖冬持续提升灰鹭的出生率 降低死亡率 解析 选c 灰鹭的活动能力强 活动范围广 采用标志重捕法调查种群数量 a错误 灰鹭种群1964年后呈 s 型增长 b错误 据图分析 非寒冷年份灰鹭种群数量也会出现波动 c正确 连续暖冬之前 种群数量持续增大 出生率大于死亡率 连续暖冬时 灰鹭的种群数量基本不变 出生率基本等于死亡率 说明出生率下降 d错误 延伸探究 1 影响非寒冷年份灰鹭种群数量波动的因素可能有哪些 提示 气候 食物 天敌 传染病等 2 从60年后的寒冷年份开始到以后持续的暖冬 灰鹭种群变化是怎样的 提示 衰退型 增长型 稳定型 加固训练 1 2015 太原模拟 资源的合理使用是使产量最大化 又不影响资源的持久利用 自然种群增长呈 s 型曲线 假设种群的最大值k 200 n表示种群数量水平 根据下表 下列说法正确的是 a 环境阻力对种群增长的影响出现在s4点之后b 防治蝗虫应在蝗虫数量达到s3点时进行c 渔业捕捞后需控制剩余量在s3点d 若此表示酵母菌生长状况 则有害代谢产物在s1时期大量积累 解析 选c 因为s3点之后种群的增长量减少了 所以环境阻力对种群增长的影响出现在s3点之后 a错误 s3点种群数量为k 2 此时种群增长速率最快 防治蝗虫应严防种群数量达到k 2 而渔业捕捞后需控制剩余量在s3点 b错误 c正确 在培养液中培养酵母菌时 当种群数量达到k值后 营养物质消耗最多 种内斗争最激烈 此时代谢产物会大量积累 d错误 2 2015 黄石模拟 在某森林的固定位置和固定时间 用固定数量鸟网捕捉的方法统计大山雀种群数量 连续10年内得到如下图所示的曲线 有关叙述错误的是 a 第2 6年 大山雀种群的年龄组成都为衰退型b 大山雀种群数量的调查方法可用标志重捕法c 10年内 第4年的种群数量最大d 第8年大山雀数量达到最低 此后保持相对稳定 解析 选a 图中2 4年 1 2 大山雀种群数量增加 为增长型 a错误 大山雀运动能力强 生活范围广 可以用标志重捕法调查种群密度 b正确 2 4年1 2 4 8年0 1 8年以后 1 所以10年内 第4年的种群数量最大 第8年大山雀数量达到最低 此后保持相对稳定 c d正确 3 2016 濮阳模拟 某中学迁入新建校园14年 校园中白头鹎 鸟纲鹎科动物 在14年间的种群数量增长速率如下表所示 据表分析可知 a 这14年间 白头鹎的种群数量呈 s 型增长b 第12年时 白头鹎种群的年龄组成为衰退型c 该学校中 白头鹎的k值约为第14年时其种群数量的2倍d 用样方法调查白头鹎的种群密度并计算出增长速率 解析 选a 由表格中的种群数量增长速率可看出 增长速率先增大后减小 所以这14年中白头鹎种群数量呈 s 型增长 a正确 第12年时白头鹎种群数量增长速率为1 20 所以年龄组成为增长型 b错误 由于在k 2时种群数量增长速率最大 所以白头鹎在该校园的环境容纳量约为第8年时种群数量的2倍 c错误 动物一般用标志重捕法估算种群密度 故d错误 考点三培养液中酵母菌数量的动态变化 核心知识通关 1 实验原理 1 用液体培养基培养酵母菌 种群的增长受培养液的成分 空间 ph 温度等因素的影响 2 在理想环境中 酵母菌种群的增长呈 型曲线 在实际环境下 酵母菌种群的增长呈 型曲线 3 计算酵母菌种群数量可用的方法 法 j s 抽样检测 2 实验流程 无菌 血细胞计数板 曲线 特别提醒 1 操作提醒 溶液要进行定量稀释 每天计数酵母菌数量的时间要固定 结果最好用记录表记录 如下表所示 2 计数提醒 计数原则 显微镜计数时 对于压在小方格界线上的酵母菌 应遵循 计相邻两边及其夹角 的原则计数 结果异常的原因 a 统计结果偏小的原因 取液时未摇匀 吸取的培养液中酵母菌偏少 在计数时 未计边缘的酵母菌等 b 统计结果偏大的原因 取液时未摇匀 吸取了表层的培养液 在计数时统计了四周边缘的酵母菌等 创新探究 某小组按下表中所列条件进行了4组实验 用1000ml的锥形瓶作为培养容器 用棉塞封口 在25 下静置培养 其他实验条件相同 得到了如下图所示的结果 1 图中对应葡萄糖质量分数为4 0 的曲线是 二者出现差异的原因是 培养液的量不同 培养液量少 的 空气体积大 有氧呼吸作用旺盛 种群密度增长 得快 2 以曲线 为例 若长时间封闭培养 曲线的变化将持续 原因可能是 3 上述实验结果可反映出影响种群密度的因素是 下降 营养物质减少 生存环境 条件改变 培养 液的体积和浓度 高考模拟精练 1 2015 江苏高考 血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具 下列叙述正确的是 a 每块血细胞计数板的正中央有1个计数室b 计数室的容积为1mm 1mm 0 1mmc 盖盖玻片之前 应用吸管直接向计数室滴加样液d 计数时 不应统计压在小方格角上的细胞 解题指南 1 关键词 直接向计数室滴加样液 不应统计压在小方格角上的细胞 2 关键知识 血细胞计数板的规格和计数方法 解析 选b 本题主要考查血细胞计数板的使用方法 血细胞计数板是一块特制的载玻片 正中央有2个计数室 长宽各为1mm 深度为0 1mm 体积为0 1mm3 故a项错误 b项正确 用血细胞计数板计数时 要先盖上盖玻片 再在边缘滴加样液 故c项错误 用血细胞计数板计数细胞数量时 要统计方格内以及相邻两边及其夹角上的细胞 故d项错误 方法技巧 用血细胞计数板计算酵母菌的方法 1 血细胞计数板构造 血细胞计数板有两种方格网 对于16 25的方格网而言 计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量 而对于25 16的方格网而言 计四角和正中间的 共5个 中方格共计80个小方格中的个体数量 如图所示 2 计算方法 大方格长 宽均为1mm 高度为0 1mm 即规格为1mm 1mm 0 1mm 则每个大方格的体积为0 1mm3 10 4ml 1ml培养液中细胞个数 400 104 稀释倍数 2 2016 西安模拟 将10ml酵母菌培养液放在适宜的温度下培养 并于不同时间内等量均匀取样4次 分别测定样品中酵母菌的数量和ph 结果如下表所示 据表分析不正确的是 a 培养过程中酵母菌始终出生率 死亡率b 样品的取样先后次序为2 4 1 3c 对酵母菌而言 10ml该培养液的环境负荷量可能为1 21 107个d 若进行第5次均匀取样 10ml样品中的酵母菌数量有可能低于1 21 107个 解题指南 1 表格信息 种群数量的变化与ph的变化是一致的 2 关键知识 酵母菌呼吸产生co2会导致ph下降 环境条件的改变会导致k值变化 解析 选a 将10ml酵母菌培养液放在适宜温度下培养 可根据培养液ph的变化来确定取样顺序 因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质 不断产生co2等代谢产物使培养液ph不断下降 因此正确的取样顺序为2 4 1 3 从表中数据分析可见 达到稳定时期时 酵母菌数量达到最大值 说明10ml该培养液的环境负荷量为1 21 107个 继续培养 随着环境条件的极度 恶化 种群生长进入衰退期 出生率会小于死亡率 种群数量将不断下降 所以继续取样 酵母菌的种群数量有可能低于1 21 107个 加固训练 1 为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 某研究性学习小组完成了a b c三组实验 定期对不同培养液中的酵母菌进行计数 绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a b c 见下图 关于此图的分析 不正确的是 a 三组的环境容纳量可能不同 b组的环境容纳量最大b 探究的课题可能是影响种群数量动态变化的外界因素c 三组的培养温度可能不同 a组的培养温度最适宜d 三组的营养初始供给可能不同 c组营养初始供给最少 解析 选c 本题考查酵母菌种群数量的动态变化曲线分析及影响因素 解答问题的关键是读懂坐标图的曲线所代表的含义 其次要用种群数量变化理论进行解释 三组的培养温度可能不同 因b组的发酵进行得最快 所以b组的温度最适宜 由三组酵母菌的种群数量变化曲线可知 该实验可能是探究影响种群数量动态变化的外界因素 因三个组别的微生物最大数量 不同 所以环境容纳量不同 b组的环境容纳量最大 因能量影响微生物的繁殖 三个组别的微生物数量变化与其供能情况有关 c组营养初始供给最少 故培养一段时间后个体数量也最少 2 2015 淮安模拟 在 探究培养液中酵母菌种群数量动态变化 实验中 图1是一块规格为1mm 1mm 0 1mm的血细胞计数板正面示意图 图2是计数室某一个方格中酵母菌分布示意图 有关叙述正确的是 a 该血细胞计数板上有2个计数室 玻片厚度为0 1mmb 制片时 先用吸管滴加样液 再将盖玻片放在计数室上c 该方格中酵母菌的数量应计为9个d 实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞 解析 选d 血细胞计数板盖玻片下液体